碳刷制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种碳刷，其可以抑制因过量生成换向器被膜所导致的温度上升、滑动声音增大。本发明专利技术的碳刷具备在表面及内部具有气孔的碳块基材，且与设置在电动机上的换向器接触滑动，其特征在于，在上述气孔内存在包含石油系溶剂和油脂的悬浊液，上述石油系溶剂的沸点高于上述电动机工作时的碳刷的温度，上述悬浊液相对于上述碳块基材的比例优选为0.5重量％以上且6重量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳刷
本专利技术涉及在洗衣机用换向器电动机、电动工具电动机等中使用的碳刷。
技术介绍
一直以来，电动工具、洗衣机中大多使用换向器电动机。该电动机的构造为：被分割为多个的换向器的接触部和刷子发生滑动，由此将来自电源的电流供给至卷绕线圈而成的电枢，且电枢发生旋转。在此，上述电动机存在以下问题：电动机驱动时，刷子和换向器之间发生滑动，因此，滑动声音变大。此外，基于碳刷的火花放电等原因，过量生成换向器被膜，还会招致通电时刷子(电动机)温度上升的问题。目前为止，基于抑制碳刷的火花为目的，提出了下述刷子：浸渗将随着电动机的升温而气化的液体(沸点60～130℃的醇)和润滑性合成油悬浊而制成的物质，通过随着温度而气化了的液体的压力向滑动面渗出合成油(参照下述专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-49894号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此，若为上述专利文献1中所记载的提案，则是向滑动面仅渗出合成油的构成，但是该构成无法充分实现对碳刷的火花的抑制。因此，过量生成换向器被膜，导致通电时温度上升，或者刷子和换向器之间的摩擦增大，因此存在滑动声音变大这样的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种碳刷，其可充分抑制因过量生成换向器被膜而导致的温度上升、滑动声音增大。解决问题的手段本专利技术的碳刷具备在表面和内部具有气孔的碳块基材，其与设置在电动机上的换向器接触滑动，在上述气孔内存在包含石油系溶剂和油脂的悬浊液，所述石油系溶剂的沸点高于上述电动机工作时的碳刷的温度。专利技术效果根据本专利技术，可以实现抑制温度上升以及抑制滑动声音变大的优异效果。附图说明图1是表示对使用了碳刷的电动机的噪音级别进行测定的方法的说明图。图2是表示测定碳刷的刷子温度的方法的说明图。图3是表示本专利技术刷子A及比较刷子Z的循环数和噪音级别之间的关系的曲线图。图4是表示本专利技术刷子A及比较刷子Z的循环数和刷子温度之间的关系的曲线图。符号说明1：电动机2：换向器3：碳刷4：噪音计6：刷子主体7：刷柄8：热电偶具体实施方式本专利技术的碳刷具备在表面及内部具有气孔的碳块基材，且与设置在电动机上的换向器接触滑动，其特征在于，在上述气孔内存在包含石油系溶剂和油脂的悬浊液，上述石油系溶剂的沸点高于上述电动机工作时的碳刷的温度。上述悬浊液以油脂粒子分散在石油系溶剂中、保持流动性的状态存在。此外，在当初制作碳刷时，悬浊液存在于形成在碳块基材表面及内部的气孔内，另一方面，电动机工作后，悬浊液缓慢地从气孔内排至碳刷和换向器的接触部。而且，若悬浊液从气孔内排出，则油脂在碳刷和换向器的接触部起到改善碳刷的润滑性、降低滑动声音的作用。但是，若在碳刷和换向器的接触部仅存在油脂，则如上所述，因刷子的火花而过量生成换向器被膜，因此存在通电时刷子温度大幅上升、无法充分降低滑动声音的问题。然而，如上所述，若悬浊液中包含石油系溶剂，则该石油系溶剂会适度清洗换向器表面的油脂，防止过量生成换向器被膜。因此，可以抑制通电时刷子温度上升，而且，可减小滑动声音。此外，石油系溶剂的沸点高于电动机工作时的碳刷的温度，因此，可以抑制下述情况的发生：电动机工作时，石油系溶剂急剧蒸发，变得无法发挥上述的作用效果。即，可长时间发挥上述的作用效果。此外，填充在碳块基材的气孔中的悬浊液保持流动性，因此，可以根据外压(因旋转速度的增减导致的加速度及离心力而产生)来调整狭小的空隙。因此，可以通过缓冲效应来发挥振动吸收作用。其结果，可以抑制刷子的振动，实现与换向器接触的稳定化，因此可进一步降低滑动声音。需要说明的是，上述油脂可以使用固体状、半固体状的油脂。上述悬浊液相对于上述碳块基材的比例优选是0.5重量％以上且6重量％以下。若悬浊液相对于碳块基材的比例低于0.5重量％，则无法充分抑制过量生成换向器被膜，无法充分发挥抑制刷子温度上升，或者充分降低滑动声音的作用效果。此外，利用缓冲效应产生的振动抑制效果也会减小，因此，从这一点来看，也无法充分降低滑动声音。另一方面，若该比例超过6重量％，则因电动机运转时温度的上升而悬浊液体积大幅增加，悬浊液被吹散，因此有时会在换向器和刷子周围发生污损或冒烟。上述油脂相当于上述悬浊液的总量的比例优选为3重量％以上且60重量％以下。若油脂相对于悬浊液的总量的比例低于3重量％，则有时无法充分发挥碳刷的润滑性，而无法充分实现滑动声音的降低。另一方面，若该比例超过60重量％，则石油系溶剂过少，无法适度地清洗换向器表面的油脂，会过量生成换向器被膜。上述石油系溶剂的沸点优选为140℃以上且250℃以下。其原因在于：在石油系溶剂的沸点低于140℃的情况下，石油系溶剂的沸点会变得比电动机的工作温度还要低，而该沸点超过250℃的有机溶剂在电动机的工作温度下缺乏流动性，油脂渗出变得不充分，或者会降低清洗效果。上述石油系溶剂在20℃的蒸气压优选为1kPa以下。若常温下的蒸气压超过1kPa，则溶剂迅速挥发，由此产生不会停留在基材上的担忧。实施例以下基于实施例对本专利技术进行具体说明，但本专利技术的碳刷并不受下述实施例的内容的限定。[实施例]本专利技术的碳刷按照下述方式进行制作。首先，以相对于石墨粉总量的比例为50重量％的方式添加作为粘合剂的沥青。接着，以高于上述沥青的熔点的高温条件进行混捏，然后冷却、粉碎，得到通过了40目筛子的成形原料。接着使用加压装置将该成形原料加压成形，在非氧化气氛下进行高温烧制，使粘合剂碳化，得到碳块基材。随后，将该碳块基材切削加工成指定的尺寸，之后在碳块基材上安装引线。然后，向形成在碳块基材表面及内部的气孔内浸渗悬浊液，由此制作在洗衣机电动机中使用的碳刷。按照下述进行悬浊液的浸渗。首先，将上述碳块基材在由油脂和石油系溶剂形成的浸渗液中浸渗20分钟，使得浸渗液浸渗在碳块基材的气孔内。需要说明的是，作为上述油脂，使用耐热油脂(添加3重量％的二硫化钼作为润滑性改良剂，添加7重量％膨润土粘土作为增稠剂)。作为上述石油溶剂，使用工业用烃系溶剂(异链烷烃系溶剂(矿物油精)，沸点为190℃、20℃的蒸气压为0.1～0.2kPa)。此外，将油脂相对于石油系溶剂的比例设定为5重量％。接着，对多余的浸渗液脱脂(原文：脂ぎり)后，在50℃通风干燥，由此除去多余的石油系溶剂。经过该工序，可以向气孔内浸渗悬浊液(除去了浸渗液中多余的石油系溶剂的液体)。需要说明的是，计算浸渗前后的重量变化，则上述悬浊液相对于碳块基材的比例为1.5重量％。下文中将按照上述制作的碳刷称作本专利技术刷子A。[比较例]除了不使形成在碳块基材表面及内部的气孔内浸渗悬浊液以外，和上述实施例同样地制作了碳刷。下文中将按照上述制作的碳刷称作比较刷子Z。[实验]将上述本专利技术刷子A和比较刷子Z分别安装在用于滚筒洗衣机的换向器电动机上，使用再现了洗涤时的实际运转状况的试验台，按照下述条件进行运转。并且测定了上述运转时电动机的噪音级别和刷子的温度，将其结果分别示于图3和图4中。·实验条件换向器的种类：铜换向器转数：洗涤时730rpm(1个循环的时间：60分钟)脱水时16000rpm(1个循环的时间：10分钟)1个循环：80分钟刷子压力：58kPa测定时间：19小时(14个循环)·噪音级别的测定方法如图1所示，按照将碳刷3和噪音计4的距离L1设定为50cm的方式测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳刷，其特征在于，其具备在表面及内部具有气孔的碳块基材，且与设置在电动机上的换向器接触滑动，在所述气孔内存在包含石油系溶剂和油脂的悬浊液，所述石油系溶剂的沸点高于所述电动机工作时的碳刷的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.01 JP 2012-1256731.一种碳刷，其特征在于，其具备在表面及内部具有气孔的碳块基材，且与设置在电动机上的换向器接触滑动，在所述气孔内存在由石油系溶剂和油脂构成的悬浊液，所述石油系溶剂的沸点高于所述电动机工作时的碳刷的温度，所述油脂是固体状的油脂或半固体状的油脂。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：诧间政幸，
申请(专利权)人：东洋炭素株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP